RICS - Circuitos Integrados y Sistemas de Radiofrecuencia

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1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ETSETB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 2009). (Unidad docente Optativa) INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 1992). (Unidad docente Optativa) INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 1992). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 2013). (Unidad docente Optativa) 5 Idiomas docencia: Inglés Profesorado Responsable: Otros: DIEGO MATEO PEÑA XAVIER ARAGONES CERVERA, DIEGO MATEO PEÑA Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Transversales: 1. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN: Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad, y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión. 2. TERCERA LENGUA: Conocer una tercera lengua, preferentemente el inglés, con un nivel adecuado oral y escrito y en consonancia con las necesidades que tendrán los titulados y tituladas. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Objetivos de aprendizaje de la asignatura: El objetivo de este curso es formar a estudiantes en los métodos de diseño, análisis y especificación de circuitos analógicos para sistemas de comunicación de RF (radiofrecuencia), integrados en tecnología CMOS microelectrónica. En la primera parte de la asignatura, el análisis a nivel de sistema vinculará las especificaciones del sistema de comunicación con las figuras de mérito de los circuitos electrónicos que lo integran. Se hará un análisis comprensivo de las diversas especificaciones, y se describirá un procedimiento de especificación de los circuitos utilizando herramientas software. A continuación, se describirán los principales circuitos que forman parte de un cabezal (front-end) receptor de comunicaciones RF, con el objetivo particular de su integración en tecnología CMOS. Se analizarán los compromisos de prestaciones, y se describirán procedimientos de diseño de cada uno de los circuitos, que serán puestos en práctica a través de ejercicios específicos utilizando herramientas profesionales para el diseño microelectrónico (Cadence). Se asumen conocimientos básicos de la tecnología CMOS microelectrónica, aunque las posibilidades, limitaciones y particularidades de esta tecnología para aplicaciones de RF también se tratarán en el curso. 1 / 6

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 125h Horas grupo grande: 26h 20.80% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 13h 10.40% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 86h 68.80% 2 / 6

3 Contenidos 1. Diseño a nivel sistema Dedicación: 38h Grupo grande/teoría: 10h Actividades dirigidas: 14h Aprendizaje autónomo: 12h - Recordatorio de arquitacturas receptoras, conceptos básicos sobre modulaciones. - Parámetros a nivel de sistema: probabilidad de error, SNR, tolerancia a interferencias, ACPR, sensibilidad - Parámetros a nivel de circuito: ganancia, linealidad, figura de ruido, potencia - De las definiciones del estándar de comunicación a las especificaciones del circuito. Estudio de caso: diseño del receptor Bluetooth. de laboratorio, ejercicio práctico., estudio previo. 2. La tecnología CMOS para RF Dedicación: 19h Actividades dirigidas: 7h Aprendizaje autónomo: 6h - Modelos de MOS para RF. - Componentes pasivos integrados en tecnología CMOS - Lab, caracterización de un transistor MOS para RF 3 / 6

4 3. Diseño de Amplificadores de Bajo Ruido (LNA) Dedicación: 30h Grupo grande/teoría: 7h Actividades dirigidas: 11h Aprendizaje autónomo: 10h - Amplificadores de Bajo Ruido sintonizados. Análisis y Procedimiento de diseño. - Otras topologías para LNA. - Análisis específicos para RF utilizando SpectreRF., diseño de un LNA sintonizado y análisis de prestaciones utilizando SpectreRF., estudio previo. 4. Diseño de Osciladores Controlados por Tensión (VCO) Dedicación: 19h Actividades dirigidas: 7h Aprendizaje autónomo: 6h - Diseño de VCOs resonantes LC-CMOS. Análisis y procedimiento de diseño. - Otras topologías de VCO. QVCOs. - Lab, diseño de un VCO y análisis de prestaciones utilizando SpectreRF, estudio previo. 4 / 6

5 5. Diseño de Mezcladores Dedicación: 19h Actividades dirigidas: 7h Aprendizaje autónomo: 6h - Mezcladores activos. Análisis y procedimiento de diseño. - Otros mezcladores: pasivos, filtros de polifase, diseño de un mezclado basado en célula de Gilbert, utilizando SpectreRF Planificación de actividades PRÁCTICAS Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 12h Actividades dirigidas: 12h Todas las prácticas de laboratorio se realizan en parte con la ayuda de un profesor durante las sesiones regulares de la clase, y en parte se llevarán a cabo individualmente por los estudiantes como parte de su estudio guiado. - Análisis de especificaciones a nivel del sistema - Caracterización de un transistor MOS para RF - Diseño de un LNA y análisis de prestaciones utilizando SpectreRF - Diseño de un VCO y análisis de prestaciones utilizando SpectreRF - Diseño de un mezclador basado en una célula de Gilbert, usando SpectreRF EJERCICIOS Dedicación: 13h Aprendizaje autónomo: 13h Ejercicios utilizant métodos analíticos, con el objetivo de reforzar los conocimientos teóricos. PRESENTACIÓN ORAL Dedicación: 8h Aprendizaje autónomo: 4h Presentación de un circuito/sistema de RF 5 / 6

6 Sistema de calificación El sistema básico de calificación del curso es a través de la evaluación continua, obtenida a partir de los siguientes componentes: - Ejercicios y problemas, resolución de personal: 30% - Presentación individual de un circuito / sistema de RF: 20% - Evaluaciones de prácticas de laboratorio: 30% - Prueba escrita: 20% Con el fin de obtener la calificación mediante evaluación continua, se espera una asistencia regular a las clases prácticas/de laboratorio y entrega regular de ejercicios/informes de laboratorio. En caso de que no se cumpla un mínimo de asistencia y las entregas, el estudiante podrá ser calificado por medio de un único examen final escrito. Bibliografía Básica: Razavi, B. RF microelectronics. 2nd ed. int. Upper Saddle River: Pearson Education International, ISBN Lee, T.H. The design of CMOS radio-frequency integrated circuits. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, ISBN Otros recursos: 6 / 6

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